第941問難易度 ★★★☆☆
コンプトン散乱の説明として正しいのはどれか。
正解：X線（光子）が電子に衝突し波長が長くなって散乱される現象
解説：コンプトン散乱はX線（または高エネルギー光子）が自由電子または弱く束縛された電子に衝突し、光子がエネルギーの一部を電子に与えて波長が長くなる現象である。1923年にアーサー・コンプトンが発見し光の粒子性を示す証拠となった。
🔬物理クイズ 問題と解説
力学・電磁気・熱力学・量子論など、物理学に関するクイズです。自然界の法則を発見した偉人たちのエピソードも含みます。全1210問のうち第941〜960問を掲載しています（48ページ目／全61ページ）。
- 第942問難易度 ★☆☆☆☆
光の波長の範囲として可視光に対応するのはどれか。
正解：380〜760 nm解説：人間の目が感じることができる可視光の波長範囲はおよそ380 nm（紫色）〜760 nm（赤色）である。これより短い波長は紫外線・X線・γ線、長い波長は赤外線・マイクロ波・ラジオ波となる。 - 第943問難易度 ★★★☆☆
非破壊検査においてX線とは別に広く使われる放射線はどれか。
正解：γ線解説：工業用非破壊検査ではX線とともにγ線（放射性同位体のCo-60やIr-192などから放出）が使われる。γ線はX線より高エネルギーで厚い金属など透過力が高く、溶接部の内部欠陥検査などに用いられる。 - 第944問難易度 ★★★☆☆
誘導放射（stimulated emission）について正しいのはどれか。
正解：励起原子に外部から光子が当たり、同じ位相・方向・波長の光子が追加放出される解説：誘導放射（誘導放出）は励起状態の原子に入射光子が作用し、入射光子と全く同じ位相・方向・エネルギー・偏光をもつ光子が放出される現象である。レーザーはこの誘導放出を光学共振器内で繰り返すことでコヒーレントな強力光を生成する。 - 第945問難易度 ★★☆☆☆
超伝導材料を使ったリニアモーターカー（磁気浮上列車）において超伝導を利用する主な目的はどれか。
正解：非常に強力な磁場を発生させるため（超伝導電磁石）解説：リニアモーターカー（例：JR東海のリニア中央新幹線）は超伝導コイルに大電流を流して超強力磁場を発生させ、地上の推進コイルとの電磁力で浮上・推進する。超伝導では電気抵抗がゼロなのでジュール熱なしに大電流を維持でき大きな磁力が得られる。 - 第946問難易度 ★★★★☆
グラフェンが「夢の材料」として注目される電気的特性はどれか。
正解：電子の有効質量がゼロで超高速移動する（ディラック電子）解説：グラフェン中の電子はK点近傍でディラック分散関係をもち、有効質量がゼロのディラック電子として振る舞う。これにより電子移動度が室温でシリコンの100倍以上に達し、超高速トランジスタや柔軟な電極としての応用が期待されている。 - 第947問難易度 ★★★☆☆
材料のヤング率（弾性率）について正しいのはどれか。
正解：ヤング率はひずみに対する応力の比（σ/ε）で定義され大きいほど変形しにくい解説：ヤング率E = σ/ε（σ：応力、ε：ひずみ）で定義され、大きいほど外力に対して変形しにくい（剛性が高い）。鋼のヤング率は約200 GPa、アルミニウムは約70 GPaである。また縦波の音速はv = √(E/ρ)（ρ：密度）と関係し、ヤング率が大きいほど音速が速い。 - 第948問難易度 ★★★★☆
陽電子放射（β⁺崩壊）でPETに使われる核種として最もよく用いられるのはどれか。
正解：フッ素18（¹⁸F）解説：¹⁸F（フッ素18）は半減期約110分で陽電子を放出し、FDG（フルオロデオキシグルコース）としてブドウ糖代謝の高い癌細胞に集積する。扱いやすい半減期と化学的性質からPETで最も汎用されるトレーサーである。 - 第949問難易度 ★★★☆☆
光の回折と干渉を利用する機器として正しいのはどれか。
正解：マイケルソン干渉計解説：マイケルソン干渉計は光路を二手に分け再合成した際の干渉縞を観察する装置で、干渉（位相差）を利用した精密な長さや屈折率の測定に用いる。重力波検出（LIGO）やフーリエ変換赤外分光（FTIR）の中心原理でもある。 - 第950問難易度 ★★★☆☆
音響ルームにおける「残響時間（RT60）」の定義はどれか。
正解：音が60 dB減衰するのにかかる時間解説：残響時間RT60は音源が停止した後、音圧レベルが60 dB低下（エネルギーが百万分の一）するまでの時間である。コンサートホールは2〜3秒、スタジオは0.3〜0.5秒程度が適切とされ、建物の体積と吸音量（サビンの式）で設計される。 - 第951問難易度 ★★★☆☆
有機半導体の特徴として無機半導体（シリコン）と異なる点はどれか。
正解：π共役系有機分子を用い、柔軟で塗布プロセスで形成できる解説：有機半導体はπ共役系を持つ有機分子や高分子から成り、柔軟・軽量で塗布・印刷プロセスによる安価な大面積製造が可能という特徴がある。有機薄膜太陽電池や有機ELに応用されている。移動度は一般にシリコンより低い。 - 第952問難易度 ★★★★☆
二次元物質として知られる「MoS₂（二硫化モリブデン）」の半導体的特性について正しいのはどれか。
正解：単層になると間接バンドギャップから直接バンドギャップに変わり蛍光を示す解説：二硫化モリブデン（MoS₂）はバルク状態では間接バンドギャップ半導体（約1.2 eV）だが、単層にすると直接バンドギャップ（約1.8 eV）に変化し強い光ルミネセンスを示す。この性質からグラフェンを超える二次元半導体素子材料として注目されている。 - 第953問難易度 ★★★☆☆
超音波洗浄機の洗浄原理として主に用いられる現象はどれか。
正解：キャビテーション（微小気泡の発生・崩壊による衝撃波）解説：超音波洗浄ではキャビテーション効果が主な洗浄力である。液体中に伝わる超音波が生み出す急激な圧力変化で微小気泡が発生し、その崩壊時に局所的な高温・高圧と強力な衝撃波・マイクロジェットが生じて汚れを剥離する。 - 第954問難易度 ★★★☆☆
放射線の人体への影響を表す単位「シーベルト（Sv）」とはどのような量か。
正解：吸収線量（Gy）に放射線の種類による生物影響係数（線質係数）を掛けた等価線量の単位解説：シーベルト（Sv）は吸収線量（グレイ：Gy）に放射線の生物学的効果比（線質係数Q）を乗じた等価線量の単位で、生体への放射線リスクを評価するために用いる。X線・γ線はQ=1、中性子・α線はQ値が高く生物影響が大きい。 - 第955問難易度 ★★★☆☆
全固体電池（固体電解質電池）の特徴として正しいのはどれか。
正解：固体電解質を使うことで液漏れや発火リスクが低減され高エネルギー密度が期待できる解説：全固体電池は液体電解質の代わりに固体電解質（酸化物系・硫化物系など）を用い、液漏れ・発火リスクが低く高温動作が可能で高電圧・高エネルギー密度が期待できる。EV向け次世代電池として各社が開発を急いでいる。 - 第956問難易度 ★★★★☆
フェルミ準位とは半導体・導体において何を表すか。
正解：温度0 Kで電子が占めるエネルギーの最高値（電子の化学ポテンシャル）解説：フェルミ準位（フェルミエネルギー）は絶対零度（0 K）において電子が連続して占めるエネルギーの最高値であり、有限温度では電子が占める確率が50%となるエネルギー準位である。p型とn型の接合エネルギー構造や材料の電気特性を理解する基礎概念である。 - 第957問難易度 ★★☆☆☆
地震の縦波（P波）と横波（S波）の違いとして正しいのはどれか。
正解：P波は固体・液体・気体を伝わるが、S波は固体のみを伝わる解説：P波（Primary wave：縦波）は固体・液体・気体を伝わり速度が速く先に到達する。S波（Secondary wave：横波）は媒質のずり応力を必要とするため固体のみを伝わり、液体の外核を通過しない。この性質から地球内部構造の解明に使われる。 - 第958問難易度 ★★★★☆
ホール効果を利用するとどのような量を測定できるか。
正解：キャリア（電子・正孔）の密度と符号（p型かn型か）解説：ホール効果は電流が流れる半導体（または金属）に垂直に磁場をかけたとき、ローレンツ力によりキャリアが横に押されてホール電圧が発生する現象である。ホール係数の符号からキャリアの種類（電子：n型、正孔：p型）、ホール係数の大きさからキャリア密度が求まる。 - 第959問難易度 ★★★★☆
固体レーザーとして代表的な「Nd:YAGレーザー」の増幅媒質はどれか。
正解：ネオジムイオン（Nd³⁺）をドープしたYAGクリスタル解説：Nd:YAGレーザーはYAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット：Y₃Al₅O₁₂）結晶にネオジムイオン（Nd³⁺）を添加した固体レーザー媒質を用いる。波長1064 nmの赤外レーザーで、金属加工・医療・測定など広い分野で使われる。 - 第960問難易度 ★★★★☆
干渉フィルター（バンドパスフィルター）が特定波長の光のみを透過できる原理はどれか。
正解：薄膜の多層コーティングで特定波長のみ強め合う透過干渉条件を作る解説：干渉フィルターは光学薄膜を精密に積層したものであり、薄膜の厚みと屈折率を制御して特定波長で透過干渉条件（強め合う条件）を満たし、他の波長は反射で除去する。天文観測・蛍光顕微鏡・レーザー測定など高精度光学系に使われる。
このページは「物理」カテゴリのクイズ問題と解説をまとめた学習用ページです。 実際に4択形式で挑戦したい方は 物理クイズ から、全ジャンルからランダムに出題される 全カテゴリミックス もお試しください。